Niektóre cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce ( )

Przegląd Geograficzny, 2014, 86, 3, s. 339-364 PRZEGLĄD GEOGRAFICZNY 2014, 86, 3, s. 339-364 Niektóre cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce (1951-2010) Some features of long-term variability in air temperature in Poland (1951-2010) ROBERT WÓJCIK Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - PIB 01-673 Warszawa, ul. Podleśna 61; wojcik.robert_xl@wp.pl MIROSŁAW MIĘTUS Instytut Geografii, Uniwersytet Gdański 80-952 Gdańsk, ul. Bażyńskiego 4; mietus@ug.gda.pl Zarys treści. Celem pracy jest przedstawienie cech oraz określenie przestrzennego zróżnicowania zmienności średniej temperatury powietrza w Polsce w wieloleciu 1951-2010. Omówiono zmiany długookresowe (trendy), średnie dekadowe, wieloletnią zmienność anomalii temperatury oraz okresy cieplejsze i chłodniejsze. Najważniejszą cechą zmienności temperatury powietrza jest występowanie na obszarze całego kraju statystycznie istotnego wzrostu średniej temperatury rocznej oraz wiosny i lata. Wzrost ten przejawia się m.in. w zdecydowanej dominacji anomalii dodatnich od końca lat 1980. Dekada 2001-2010 była (z wyjątkiem zimy) najcieplejszą od połowy XX wieku. Trend rosnący stwierdzono w lutym, marcu, kwietniu, maju oraz w lipcu i sierpniu. Wahania średniej rocznej temperatury w Polsce nie przekraczają ±2 C w stosunku do średniej wieloletniej, a zakres zmienności jest wyraźnie największy zimą (z maksimum w lutym). Stwierdzono duże podobieństwo przebiegu zmian średniej temperatury powietrza między poszczególnymi regionami, co świadczy o wielkoskalowym charakterze czynnika(ów) powodujących obserwowane zmiany. Słowa kluczowe: zmienność klimatu, temperatura powietrza, średnie obszarowe, trendy, anomalie temperatury, Polska. Wprowadzenie Warunki klimatyczne i ich zmienność wywierają znaczący wpływ na różne dziedziny działalności człowieka, a szczególnie niekorzystne jest występowanie takich zjawisk jak fale mrozów i upałów, intensywne opady, powodzie, susze czy sztormy. Analiza wieloletnich serii pomiarów meteorologicznych umożliwia http://dx.doi.org/10.7163/przg.2014.3.3

340 Robert Wójcik, Mirosław Miętus poznanie zakresu wahań warunków klimatycznych oraz określenie kierunku i tempa zmian, jak również pozwala na spojrzenie na obecnie mierzone wartości elementów klimatu na tle warunków wieloletnich ( normalnych ). Dysponując długimi seriami danych można też poszukiwać przyczyn zachodzących zmian klimatu. Zagadnienia te nabierają szczególnego znaczenia w kontekście szeroko dyskutowanej globalnej zmiany klimatu, której głównym przejawem jest systematyczny wzrost średniej temperatury powietrza. Według IPCC (2013) w okresie 1880-2012 średnia globalna temperatura wzrosła o 0,85 C, a w okresie 1906-2005 o 0,74 C (IPCC, 2007), rosła więc przeciętnie około 0,06-0,07 C na 10 lat, jednak w drugiej połowie tego wielolecia tempo ocieplenia wyraźnie wzrosło i było już niemal dwukrotnie większe 0,13 C/10 lat. Wartość globalna nie oddaje jednak przestrzennego zróżnicowania tempa zmian, skłaniając do oceny zmienności warunków klimatycznych w skalach regionalnych lub lokalnych. Według The BACC Author Team (Assessment of Climate Change, 2008) w rejonie Morza Bałtyckiego ocieplenie postępuje szybciej niż globalnie, wykazując przy tym znaczne różnice sezonowe. Można wyróżnić dwa podstawowe cele niniejszej pracy. Pierwszym jest przedstawienie niektórych cech wieloletniej zmienności średniej temperatury powietrza w Polsce w 60-leciu 1951-2010. Drugim, związanym z rodzajem wykorzystanych danych, jest zademonstrowanie możliwości syntetycznego opisu czasowej i przestrzennej zmienności warunków termicznych za pomocą wartości średnich regionalnych. Ten sposób analizy pozwala na identyfikację podstawowych cech zmienności, z pominięciem mniej istotnych (z punktu widzenia monitoringu zmian klimatu) lokalnych własności pola temperatury. Nie bez znaczenia jest także możliwość porównania rezultatów z analizami przeprowadzanymi w innych krajach, czy też na poziomie regionalnym lub globalnym. Przedstawione wyniki są rozwinięciem analizy dokonanej w ramach projektu KLIMAT i wcześniej częściowo omówionej m.in. przez D. Biernacika i innych (2010) oraz M. Marosza i innych (2 011). Przedstawione poniżej wyniki stanowią w stosunku do wyżej wymienionych prac bardziej dogłębną analizę zmian i zmienności temperatury powietrza w Polsce po 1951 r. oraz rozszerzają zakres czasowy analizy do 2010 roku, zapewniając 60-letni okres badań. Metody badań Do opisu zmienności warunków termicznych posłużono się średnią obszarową temperaturą powietrza w roku, porach roku i miesiącach, obliczoną dla obszaru całego kraju i 7 podstawowych regionów fizycznogeograficznych Polski według podziału J. Kondrackiego (2002), tj. pobrzeży, pojezierzy, nizin, wyżyn, Podkarpacia, Sudetów i Karpat. W podziale tym uwzględniono czynniki istotne dla kształtowania się zróżnicowania przestrzennego warunków termicznych w Polsce, takie jak wysokość nad poziomem morza, rzeźba terenu, struktura

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 341 użytkowania terenu, a pośrednio także odległość od Morza Bałtyckiego oraz ilość docierającego promieniowania słonecznego. Wielkość tych regionów zapewnia ponadto dostępność serii pomiarowych o długości adekwatnej do celu analizy. Wykorzystanie wartości uśrednionych przestrzennie umożliwia syntetyczną ocenę zmian zachodzących na dużym terenie i pozwala na ograniczenie wpływu skutków potencjalnych niejednorodności poszczególnych serii pomiarowych, mogących istotnie modyfikować zmiany wieloletnie. Do wyliczenia średniej obszarowej temperatury w Polsce wykorzystano dane z 45 stacji synoptycznych z okresu 1951-2010 (tab. 1). W regionach liczba stacji wyniosła od 2 (Sudety) do 13 (niziny), a głównym kryterium doboru stacji były Tabela 1. Lista stacji meteorologicznych przypisanych do poszczególnych regionów List of meteorological stations assigned to particular geographical regions Region Stacje Stacje Stacje Region Region Stations Stations Stations Pobrzeża Świnoujście Szczecin Resko Kołobrzeg Niziny Legnica Wyżyny Wieluń Koszalin Leszno Katowice Ustka Wrocław Kielce Łeba Opole Lublin Hel Racibórz Podkarpacie Kraków Elbląg Kalisz Tarnów Pojezierza Słubice Koło Sandomierz Gorzów Wlkp. Łódź Rzeszów Zielona Góra Warszawa Sudety Jelenia Góra Poznań Siedlce Kłodzko Chojnice Białystok Karpaty Bielsko-Biała Toruń Włodawa Zakopane Płock Terespol Nowy Sącz Olsztyn Mikołajki Suwałki jak najmniejsze braki w seriach pomiarowych. Średnia obszarowa temperatura powietrza [T i ] obsz została wyznaczona jako średnia ważona uwzględniająca odległości wybranych stacji względem punktu centralnie położonego w danym regionie, co można opisać następującym wzorem (Miętus, 1996; Biernacik i inni, 2010):

342 Robert Wójcik, Mirosław Miętus [ Ti ] obsz k j=1 k wt j ij w j j=1 gdzie: T ij średnia (roczna, sezonowa, miesięczna) temperatura powietrza na j-tej stacji w chwili i, k liczba stacji w danym regionie, a w j to współczynnik wagowy każdej stacji zdefiniowany przez H. Alexanderssona (1986): w exp ( dl ) j gdzie: L j odległość j-tej stacji (w km) od geometrycznego środka obszaru, a współczynnik d w przypadku temperatury przyjmuje wartość 0,001 km 1. Tak obliczone wartości temperatury powietrza nie są oczywiście tożsame z rzeczywistą temperaturą występującą na danym obszarze nie pozwala na to zbyt mała liczba dostępnych wieloletnich serii pomiarowych, zwłaszcza w przypadku regionów górskich, cechujących się dużym zróżnicowaniem przestrzennym pola temperatury. W przypadku Sudetów wartości są reprezentatywne dla pomiarów dokonywanych w kotlinach na wysokości około 350 m n.p.m., a w Karpatach średniej wysokości około 515 m n.p.m. Ograniczenia te są odzwierciedleniem niewystarczającej gęstości punktów pomiarowych funkcjonujących nieprzerwanie od kilkudziesięciu lat. Wartości regionalne dają jednak wiarygodny pogląd na kierunek i wielkość zmian temperatury powietrza i stanowią cenne narzędzie w monitoringu zmian klimatu. Do określenia kierunku i tempa zmian temperatury powietrza posłużono się trendem liniowym, którego istotność (na poziomie = 0,05) zweryfikowano testem F-Snedecora. Przeanalizowano również przebieg średnich dekadowych wartości temperatury powietrza (rok i pory roku). We wszystkich rozpatrywanych skalach czasowych przedstawiono graficznie wieloletni przebieg anomalii temperatury. Anomalia w niniejszej pracy oznacza odchylenie średniej temperatury powietrza (miesiąca, pory roku lub roku) od średniej wieloletniej (1951-2010). Zwrócono również uwagę na zakres zmienności temperatury powietrza i jego zróżnicowanie przestrzenne. Wygładzenie serii filtrem Gaussa z oknem 10-letnim pozwoliło wyróżnić w analizowanym wieloleciu okresy cieplejsze oraz chłodniejsze. Określono również średnie i ekstremalne wartości rocznej amplitudy temperatury powietrza w Polsce i w poszczególnych regionach. j

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 343 Wyniki Rok Średnią temperaturę powietrza w okresie 1951-2010, zarówno w całym kraju, jak i w poszczególnych regionach fizycznogeograficznych, cechował istotny statystycznie trend rosnący. Tempo zmian średniej temperatury (tab. 2) w Polsce osiągnęło 0,22 C/10 lat i było nieznacznie mniejsze niż w okresie 1951-2008, kiedy wyniosło 0,24 C/10 lat (Biernacik i inni, 2010; Marosz i inni, 2011). Najszybciej temperatura wzrastała na pobrzeżach i w Karpatach (0,24 C/10 lat), wyraźnie wolniej na wyżynach i w Sudetach (0,18 C/10 lat). Warto zauważyć, że Tabela 2. Miesięczne, sezonowe i roczne wartości współczynników trendu ( C na 10 lat) średniej temperatury powietrza w poszczególnych regionach i Polsce w wieloleciu 1951-2010 Monthly, seasonal and annual values for trend coefficients ( C per 10 years) in mean air temperature in Poland and in the analyzed geographical regions, as calculated for the 1951-2010 period Okres Time Pobrzeża Shoreland Pojezierza Lakelands Niziny Lowlands Wyżyny Uplands Podkarpacie Subcarpathia Sudety The Sudetes Karpaty The Carpathians Polska Poland I 0,28 0,30 0,31 0,27 0,33 0,20 0,32 0,30 II 0,53 0,56 0,55 0,47 0,49 0,44 0,46 0,52 III 0,41 0,44 0,45 0,39 0,46 0,31 0,40 0,42 IV 0,39 0,37 0,31 0,28 0,29 0,26 0,32 0,33 V 0,35 0,30 0,29 0,29 0,36 0,32 0,41 0,32 VI 0,08 0,04 0,03 0,02 0,10 0,07 0,18 0,02 VII 0,31 0,28 0,26 0,24 0,29 0,25 0,33 0,28 VIII 0,28 0,28 0,26 0,24 0,24 0,30 0,30 0,27 IX 0,10 0,09 0,07 0,04 0,01 0,05 0,03 0,07 X 0,02 0,02 0,07 0,02 0,05 0,07 0,09 0,04 XI 0,10 0,07 0,07 0,02 0,06 0,01 0,10 0,07 XII 0,04 0,01 0,03 0,12 0,10 0,11 0,07 0,03 Zima Winter 0,33 0,35 0,34 0,26 0,30 0,25 0,29 0,32 Wiosna Spring 0,38 0,37 0,35 0,32 0,37 0,30 0,38 0,36 Lato Summer 0,22 0,17 0,17 0,15 0,21 0,20 0,27 0,19 Jesień Autumn 0,07 0,06 0,07 0,02 0,04 0,04 0,08 0,06 Rok Year 0,24 0,22 0,22 0,18 0,21 0,18 0,24 0,22 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians).

344 Robert Wójcik, Mirosław Miętus tempo wzrostu średniej temperatury powietrza w Polsce w okresie 1951-2000 było nieznacznie słabsze około 0,17-0,2 C/10 lat. Według E. Żmudzkiej (2009) zmiany te miały jedynie charakter tendencji, podczas gdy K. Fortuniak i inni (2001), K. Kożuchowski i E. Żmudzka (2001) oraz J. Degirmendžić i inni (2004) wskazują na trend rosnący. Różnice w ocenie charakteru zmian w tych pracach mogą wynikać z nieco innej liczby wykorzystanych stacji lub innej metody weryfikacji istotności statystycznej. W tym samym wieloleciu (1951-2000) istotne statystycznie ocieplenie stwierdzono na wielu stacjach Wybrzeża i Pojezierza Pomorskiego, a średnie tempo wzrostu temperatury wyniosło tam od około 0,2 C (Hel, Świnoujście) do około 0,4 C na 10 lat (Kołobrzeg, Toruń) (Filipiak, 2004), potwierdzając, że w północnej części kraju temperatura powietrza rośnie szybciej niż w przeciętnie w Polsce. Co ciekawe, spośród ekstremalnych wartości temperatury, wyraźnie większe i istotne statystycznie było tempo zmian temperatury minimalnej (Wibig i Głowicki, 2002; Miętus i Filipiak, 2004), nie potwierdzają tego jednak dane z reanalizy NCEP/NCAR z lat 1951-2005 (Przybylak i inni, 2007; Kejna i inni, 2009), a przyczyny tej niezgodności wyjaśniają M. Miętus i inni (2009). Z kolei jeśli chodzi o Wybrzeże, można zauważyć, że trend w okresie analizowanym w niniejszej pracy jest znacznie silniejszy od zmian zdiagnozowanych dla okresu 1836-1990 przez M. Miętusa (1996). Długookresowy trend rosnący wyjaśnia około 21% wariancji średniej temperatury powietrza w Polsce w okresie 1951-2010, a w regionach od około 14% (wyżyny) do 27% (Karpaty). Inną cechą wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce jest występowanie okresów chłodniejszych i cieplejszych. Wyniki przedstawione w tabeli 3 wskazują, że najchłodniejsze w Polsce było dziesięciolecie 1961-1970 (7,4 C). W kolejnych dekadach temperatura systema- Tabela 3. Średnia roczna temperatura powietrza ( C) w kolejnych dekadach wielolecia 1951-2010 w Polsce oraz regionach fizycznogeograficznych Mean annual air temperature ( C) in consecutive decades of the 1951-2010 period in Poland and the different geographical regions Region 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 Polska 7,6 7,4 7,6 8,0 8,3 8,6 Pobrzeża 7,7 7,5 7,8 8,2 8,5 8,7 Pojezierza 7,5 7,3 7,5 7,8 8,1 8,5 Niziny 7,8 7,6 7,8 8,2 8,5 8,8 Wyżyny 7,6 7,5 7,5 7,8 8,1 8,5 Podkarpacie 7,8 7,7 7,7 8,2 8,4 8,8 Sudety 7,1 6,9 7,2 7,4 7,7 7,9 Karpaty 6,7 6,8 7,0 7,3 7,5 7,9 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians).

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 345 tycznie wzrastała, osiągając w latach 2001-2010 średnią wartość 8,6 C. Analogiczny przebieg zmian średnich dekadowych wystąpił w regionach, jedynie w Karpatach najniższa średnia temperatura wyróżnia lata 1951-1960, a w kolejnych dekadach była coraz wyższa. Więcej szczegółów dostarcza analiza wykresów przebiegu anomalii średniej temperatury w latach 1951-2010 (ryc. 1). Jeśli chodzi o średnią obszarową temperaturę powietrza w Polsce, kilkuletnie okresy wyraźnego ochłodzenia zaznaczyły się w połowie lat 1950., w latach 1962-1965, 1978-1981 oraz 1984-1987. Średnia temperatura była wtedy niższa od średniej wieloletniej (1951-2010) nawet o ponad 1 C. Największa ujemna anomalia wystąpiła w 1956 r. ( 1,8 C). Dodatnie odchylenia średniej temperatury wyraźnie zaznaczają się od roku 1988, z wyjątkiem znacznie chłodniejszych lat 1996 i 2010, maksymalnie osiągając +1,6 C (2000 r.). Wygładzenie przebiegu anomalii filtrem Gaussa (ryc. 1) uwidacznia wyraźną okresowość wahań temperatury powietrza, odpowiadającą dominującemu w Polsce cyklowi 8-letniemu (Miętus, 1996; Fortuniak i inni, 2001; Miętus i Filipiak, 2004). Przebieg anomalii w poszczególnych regionach jest niemal identyczny jak w przypadku średniej obszarowej z Polski, co pokazuje, że wahania średniej rocznej temperatury na obszarze kraju cechują się daleko idącą spójnością przestrzenną. W żadnym regionie anomalie średniej rocznej temperatury powietrza nie przekroczyły 2 C poniżej lub powyżej średniej wieloletniej. Wyróżnia się nieco region pobrzeży, gdzie, ze względu na łagodzący wpływ Morza Bałtyckiego na warunki termiczne, wahania temperatury są mniejsze niż w pozostałych regionach zakres zmienności w latach 1951-2010 wyniósł tam 3,1 C, podczas gdy w innych regionach około 3,5 C. We wszystkich regionach (z wyjątkiem Karpat) rok 2010 okazał się najzimniejszym od 1996 lub 1997, a średnia temperatura powietrza była niższa od średniej z okresu 1951-2010. Średnia roczna amplituda temperatury powietrza (różnica między średnią temperaturą w najcieplejszym i najchłodniejszym miesiącu) w Polsce w latach 1951-2010 wyniosła 21,8 C (tab. 4), a jej wartości skrajne osiągnęły 16,7 C (1989) i 29,6 C (1963 r.). Spośród regionów fizycznogeograficznych najmniejszą średnią roczną amplitudę temperatury stwierdzono na pobrzeżach (19,9 C); potwierdza to znane wcześniej prawidłowości rozkładu przestrzennego tej miary (Paszyński i Niedźwiedź, 1999; Woś, 1999). We wszystkich regionach zakres zmienności tej miary był dość szeroki (kilkanaście stopni). Nie stwierdzono istotnych statystycznie długookresowych zmian amplitudy rocznej temperatury powietrza, a jedynie bardzo słabe tendencje. W Polsce najcieplejszym miesiącem najczęściej bywa lipiec w 60-leciu 1951-2010 średnia obszarowa temperatura w tym miesiącu była najwyższa w 37 latach (tab. 5). Ponad połowę rzadziej najwyższą średnią temperaturę stwierdzono w sierpniu (17 przypadków), a sporadycznie w czerwcu (6 przypadków). Zróżnicowanie regionalne najsilniej zaznacza się w przypadku danych dla sierpnia, który najczęściej był najcieplejszym miesiącem w regionie pobrzeży (23 przypadki) i w Karpa-

346 Robert Wójcik, Mirosław Miętus Tabela 4. Średnia wartość rocznej amplitudy temperatury powietrza ( C) w Polsce i regionach fizycznogeograficznych oraz minimalna i maksymalna wartość tej miary w okresie 1951-2010. W nawiasie podano rok wystąpienia. Mean value for the annual range in air temperature ( C) in Poland and the geographical regions, as well as minimal (min) and maximum (max) values for these over the 1951-2010 period. The year of occurrence is given in brackets. Region Średnia / Mean Minimalna / Min Maksymalna / Max Polska 21,8 16,7 (1989) 29,6 (1963) Pobrzeża 19,9 15,5 (1989) 26,2 (2010) Pojezierza 22,4 17,5 (1989) 30,3 (1963) Niziny 22,6 17,0 (1989) 31,4 (1963) Wyżyny 22,6 16,8 (1989) 30,9 (1963) Podkarpacie 23,0 17,4 (1989) 31,1 (1963) Sudety 21,0 15,3 (1974) 29,7 (1956) Karpaty 21,6 16,3 (2008) 29,4 (1956) * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). tach (22 przypadki), najrzadziej zaś na nizinach i wyżynach (po 15 przypadków). Warto ponadto zauważyć, że czerwcowe maksimum temperatury nie wystąpiło od 1981 r., tylko na pojezierzach ostatni taki przypadek zdarzył się w 2007 r. Wyraźnie większa jest różnorodność jeśli chodzi o najzimniejszy miesiąc w roku. W okresie 1951-2010 najczęściej w Polsce najniższą temperaturą cechował się styczeń, jednak taka sytuacja miała miejsce w mniej niż połowie przypadków (27 razy) (tab. 6). Nieco rzadziej najzimniejszym miesiącem bywał luty

Ryc. 1. Wieloletni (1951-2010) przebieg anomalii średniej rocznej temperatury powietrza w Polsce i poszczególnych regionach fizycznogeograficznych. Dodatkowa krzywa reprezentuje przebieg serii wygładzonej filtrem Gaussa z oknem 10-letnim Long-term (1951-2010) course for anomalies in annual mean air temperature in Poland and the different analyzed geographical regions. Additional curve represents series filtered by 10-year-window Gaussian filter

348 Robert Wójcik, Mirosław Miętus Tabela 5. Najcieplejszy miesiąc roku liczba przypadków w okresie 1951-2010 The hottest month of the year number of cases in the 1951-2010 period Region Czerwiec / June Lipiec / July Sierpień / August Polska 6 37 17 Pobrzeża 3 34 23 Pojezierza 8 36 16 Niziny 7 38 15 Wyżyny 7 38 15 Podkarpacie 7 36 17 Sudety 6 34 20 Karpaty 4 34 22 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). Tabela 6. Najzimniejszy miesiąc w ciągu roku liczba przypadków w okresie 1951-2010 The coldest month of the year number of cases in the 1951-2010 period Region Listopad Grudzień Styczeń Luty Marzec November December January February March Polska 2 13 27 17 1 Pobrzeża 1 13 23 21 2 Pojezierza 2 14 25 18 1 Niziny 2 15 26 16 1 Wyżyny 1 11 29 18 1 Podkarpacie 2 10 34 13 1 Sudety 1 15 28 15 1 Karpaty 1 14 29 15 1 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). (17 przypadków) oraz grudzień (13 przypadków). Najniższa miesięczna temperatura może wystąpić także poza klimatologiczną zimą, lecz taka sytuacja ma charakter anomalny w rozpatrywanym okresie dwukrotnie najzimniejszy był listopad (1988 i 1993), a jeden raz marzec (1952 r.). Zaznacza się znaczne zróżnicowanie przestrzenne pod względem częstości występowania najniższej temperatury w styczniu i lutym. W regionie pobrzeży minimum średniej miesięcznej temperatury powietrza wystąpiło z niemal jednakową częstością w styczniu i lutym (odpowiednio 23 i 21 przypadków). W pozostałych regionach zaznaczyła się wyraźna dominacja stycznia jako najzimniejszego miesiąca, z maksimum na Podkarpaciu (34 przypadki w styczniu, 13 w lutym).

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 349 Zima Średnia temperatura w sezonie zimowym w Polsce w latach 1951-2010 wzrastała w średnim tempie 0,32 C/10 lat, jednak zmiana ta nie wykazała cech istotności statystycznej (tab. 2). Spośród regionów fizycznogeograficznych jedynie na pobrzeżach stwierdzono wzrost temperatury o charakterze trendu (0,33 C/10 lat), a jedną z konsekwencji jest skrócenie termicznej zimy o niemal 4 tygodnie (Czernecki i Miętus, 2010). Porównanie wartości trendów z rezultatami wcześniejszych prac badawczych pokazuje, że tempo i kierunek zmian temperatury powietrza zimą są silnie uzależnione od okresu objętego analizą. M. Miętus (1996) wykazał, że zimą na Wybrzeżu występowało w latach 1837-1990 silne ocieplenie, osiągające 0,14 C/10 lat. W okresie 1891-1990 w północnej części Polski zaznaczył się niewielki spadek temperatury (Schönwiese i inni, 1994), podczas gdy w drugiej połowie XX wieku odnotowano już tendencję rosnącą rzędu 0,4 C/10 lat (Żmudzka, 2009). W latach 1951-2008 długookresowe zmiany temperatury zyskały charakter istotnego statystycznie trendu (0,38 C/10 lat; Marosz i inni, 2011). W ostatnich dwóch dekadach zaznaczył się spadek temperatury powietrza w zimie, wykazujący zbieżność czasową z osłabieniem cyrkulacji strefowej (Wójcik i Miętus, 2012) i będący przejawem obserwowanego od końca lat 1980. ochłodzenia zimy, obejmującego znaczne obszary lądów półkuli północnej, w tym północną część Eurazji (Cohen i inni, 2012). Poszczególne miesiące sezonu zimowego wykazują znaczne zróżnicowanie kierunku i wartości zmian długookresowych (tab. 2). W grudniu w żadnym z regionów nie stwierdzono istotnych statystycznie zmian temperatury powietrza, w północnej części kraju (pobrzeża, pojezierza) zaznaczyła się tendencja rosnąca, natomiast w centrum i na południu (niziny, wyżyny, Podkarpacie oraz Karpaty) malejąca. Także w styczniu zmiany nie miały charakteru trendu, jednak uwidoczniła się dość wyraźna tendencja wzrostowa osiągająca w kraju 0,30 C na 10 lat, a w regionach od 0,20 C w Sudetach do 0,33 C na Podkarpaciu. Luty natomiast był miesiącem o wyraźnie największym tempie wzrostu temperatury w ciągu roku (0,52 C/10 lat). Najszybsze i istotne statystycznie zmiany zachodziły na pobrzeżach, pojezierzach i nizinach, gdzie tempo wzrostu osiągnęło około 0,55 C/10 lat. Zaznaczało się zauważalne spowolnienie wzrostu średniej temperatury w Polsce w styczniu i w lutym w stosunku do wielolecia 1951-2000, kiedy to wyniosło odpowiednio 0,4 C i 0,6-0,7 C/10 lat (Fortuniak i inni, 2001; Degirmendžić i inni, 2004; Żmudzka, 2009). Zimą, podobnie jak w roku, wyraźnie najchłodniejsza była dekada 1961-1970 ze średnią temperaturą 2,8 C, najcieplejszy natomiast był koniec XX wieku ( 0,6 C w latach 1991-2000) (tab. 7). Podobną zmienność czasową można zaobserwować w poszczególnych regionach. Pewnym odstępstwem jest jedynie wystąpienie w Sudetach i Karpatach najcieplejszego okresu w latach 1971-1980.

350 Robert Wójcik, Mirosław Miętus Jedną ze znanych cech wyróżniających zimę są duże wahania średniej temperatury powietrza. Zakres zmian temperatury w latach 1951-2010 wyniósł w Polsce około 10,2 C, także w regionach przekracza 10,0 C, z maksimum na nizinach (10,7 C) i w Sudetach (10,9 C), jedynie na pobrzeżach był znacznie mniejszy (9,1 C). Charakterystyczna jest także prawidłowość, że największe ujemne anomalie dość wyraźnie przewyższają anomalie dodatnie (ryc. 2), co zauważył już m.in. W. Smosarski (1923). Szczególnie duże ujemne odchylenia temperatury powietrza notowano w sezonach 1962/63 (anomalia wyniosła 6,2 C w stosunku do średniej z okresu 1951-2010) i 1969/70 ( 4,6 C), a także w połowie lat 1980., z maksimum w sezonie 1984/85 ( 4,3 C). Znacznie cieplejsze były lata 1988-1995, kiedy średnia temperatura była o niemal 2 C wyższa niż w wieloleciu, a w sezonach 1988/89 i 1989/90 anomalie wyraźnie przekroczyły +3 C. Także sezony zimowe 1997/98, 2006/07 i 2007/08 zaznaczyły się jako wyjątkowo ciepłe (anomalie odpowiednio +3,0 C, +3,9 C i +3,0 C). Tabela 7. Średnia temperatura powietrza ( C) zimy w kolejnych dekadach wielolecia 1951-2010 w Polsce oraz regionach fizycznogeograficznych Mean winter air temperature ( C) in consecutive decades of the 1951-2010 period in Poland and the different geographical regions analyzed Region 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2008 Polska 1,6 2,8 0,9 1,1-0,6 0,7 Pobrzeża 0,4 1,5 0,1 0,1 0,8 0,7 Pojezierza 1,8 3,1 1,2 1,3 0,7 0,8 Niziny 1,8 3,0 1,0 1,2 0,7 0,8 Wyżyny 1,9 3,1 1,4 1,7 1,2 1,3 Podkarpacie 1,9 3,2 1,3 1,5 1,1 1,1 Sudety 1,8 2,7 0,7 1,4 0,9 1,0 Karpaty 2,4 3,4 1,2 1,8 1,5 1,6 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). Spośród miesięcy zaliczanych do klimatologicznej zimy najmniejszymi wahaniami temperatury cechuje się grudzień (ryc. 2) zakres zmian średniej obszarowej temperatury powietrza w Polsce w latach 1951-2010 wyniósł około 11,6 C, a w regionach wahał się od około 10,0 C w południowej części kraju (Podkarpacie, Sudety, Karpaty) do 13,0 na pojezierzach. W przebiegu wieloletnim anomalii zaznaczył się wyraźnie chłodniejszy okres w latach 1960., a szczególnie rok 1969, kiedy temperatura była niższa od średniej wieloletniej o 7,1 C (ryc. 2). Duże ujemne anomalie (ponad 4 C) wystąpiły również w ostatnim dwudziestoleciu (1995, 1996, 2002, 2010), niemniej odnotowano też w tym czasie najcieplejszy grudzień od połowy XX wieku (anomalia +4,5 C w 2006 r.). Wyraźnie

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 351 większym zakresem zmienności średniej temperatury powietrza odznacza się styczeń średnio w Polsce około 14,3 C, a na nizinach i pojezierzach nawet nieco powyżej 15,0 C. Ekstremalne wartości anomalii średniej temperatury w styczniu w Polsce wyniosły 8,6 C (1987) i +5,8 C (2007). W przebiegu wieloletnim zaznaczyły się wyraźnie chłodniejsze od średniej okresy w latach 1963-1972, 1979-1982 i 1985-1987 (ryc. 2). Znacznie cieplej było przede wszystkim w latach 1988-1995, kiedy wystąpił ciąg znacznych dodatnich anomalii (rzędu +2-3 C). Ryc. 2. Wieloletni (1951-2010) przebieg anomalii średniej temperatury powietrza zimą oraz w grudniu, styczniu i lutym w Polsce. Dodatkowa krzywa reprezentuje przebieg serii wygładzonej filtrem Gaussa z oknem 10-letnim. W przypadku zimy rok 1952 na osi X oznacza sezon 1951/52, rok 1953 sezon 1952/53, itd. Long-term (1951-2010) course of anomalies for mean air temperature in Poland in winter as a whole, as well as December, January and February. Additional curve represents series filtered by 10-year-window Gaussian filter. In the case of winter, the year 1952 on the X axis refers to the winter of 1951/52, 1953 to 1952/53, and so on

352 Robert Wójcik, Mirosław Miętus Nieco mniejsze dodatnie anomalie cechowały lata 1998-2002. Pod koniec rozpatrywanego wielolecia wystąpiły znaczne (nawet rzędu 4-5 C) anomalie różnego znaku. Jeszcze większy niż w styczniu (i największy w roku) zakres zmienności temperatury powietrza cechuje luty średnio w Polsce 16,3 C, w regionach od 13,8 C (pobrzeża) do 17,7 C (Sudety). Największa uśredniona dla obszaru kraju anomalia ujemna wyniosła 10,0 C (rok 1956, w Sudetach aż 12,0 C), dodatnia zas +6,2 C (1990). W przebiegu wieloletnim wyróżniły się kilkuletnie okresy znacznego ochłodzenia w połowie lat 1950. i na początku 1960. oraz w połowie lat 1980. Anomalie dodatnie dominowały od roku 1988 (w niektórych latach nawet powyżej 4 C), niemniej kilkakrotnie w tym okresie wystąpiła średnia temperatura wyraźnie niższa od średniej wieloletniej (przede wszystkim 1991, 1996, 2003) (ryc. 2). Wiosna Wiosną w okresie 1951-2010 średnia temperatura powietrza wzrosła istotnie statystycznie we wszystkich rozpatrywanych regionach fizycznogeograficznych (tab. 1). Przeciętne tempo zmiany wyniosło 0,36 C/10 lat i było podobne jak w wieloleciu 1951-2000 (por. Żmudzka, 2009). Co ciekawe, w stuleciu 1891-1990 na terenie Polski stwierdzono niewielki spadek temperatury powietrza (Schönwiese i inni, 1994). Spośród miesięcy wiosennych największe tempo wzrostu temperatury powietrza stwierdzono w marcu (tab. 2) średnio o 0,42 C na 10 lat, wyraźnie mniejsze było jedynie w Sudetach (0,31 C/10 lat), gdzie można mówić tylko o tendencji wzrostowej. Wolniejszy, ale istotny statystycznie wzrost, średnio 0,33 C na 10 lat, stwierdzono w kwietniu, a jego wielkość wynosiła od 0,26 C w Sudetach do 0,39 C na pobrzeżach. Zbliżona wartość trendu rosnącego cechowała maj (0,32 C/10 lat), przy czym ocieplenie w tym miesiącu najszybciej postępowało w Karpatach (0,41 C/10 lat), a najwolniej na nizinach i wyżynach (0,29 C/10 lat). W porównaniu do okresu 1951-2000 (Fortuniak i inni, 2001; Kożuchowski i Żmudzka, 2001; Degirmendžić i inni, 2004) zaznaczyło się wyraźne spowolnienie wzrostu w marcu oraz nieznaczne przyspieszenie w kwietniu. Systematyczny wzrost średniej temperatury powietrza wiosną znajduje swe odzwierciedlenie w przebiegu wartości średnich dekadowych. Najchłodniejsza okazała się dekada 1951-1960, w której średnia temperatura wyniosła 6,5 C (tab. 8). W kolejnych dekadach następował konsekwentny wzrost temperatury do 8,0 C w latach 1991-2000 i 8,3 C w latach 2001-2010. Wiosna, w porównaniu do zimy, cechuje się wyraźnie mniejszym zakresem zmienności średniej temperatury powietrza. W latach 1951-2010 w Polsce wyniósł około 5,3 C, bardzo zbliżone wartości wystąpiły w poszczególnych regionach, jedynie w Sudetach wartość ta była nieco mniejsza (4,8 C). Ekstremalne wartości anomalii średniej temperatury w Polsce nie przekroczyły ±3,0 C

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 353 Tabela 8. Średnia temperatura powietrza ( C) wiosny w kolejnych dekadach wielolecia 1951-2010 w Polsce oraz regionach fizycznogeograficznych Mean spring air temperature ( C) in consecutive decades of the 1951-2010 period in Poland and the different geographical regions analyzed Region 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 Polska 6,5 7,0 7,1 7,9 8,0 8,3 Pobrzeża 5,9 6,1 6,3 7,2 7,5 7,6 Pojezierza 6,4 6,8 6,9 7,8 7,9 8,2 Niziny 7,0 7,4 7,5 8,3 8,4 8,7 Wyżyny 6,8 7,3 7,3 8,0 8,1 8,5 Podkarpacie 7,0 7,7 7,7 8,5 8,5 9,0 Sudety 6,3 6,6 6,6 7,4 7,5 7,8 Karpaty 5,7 6,6 6,7 7,3 7,2 7,9 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). wyniosły 2,7 C (1955) i +2,6 C (2007). Wyraźnie niższa od średniej temperatura powietrza dominowała do roku 1965, następnie ujemne anomalie występowały coraz rzadziej, jednak w niektórych latach (np. rok 1980 i 1987) nadal osiągały znaczne wartości (ponad 2 C) (ryc. 3). Najcieplejszy okres wystąpił na przełomie wieków, kiedy siedem kolejnych wiosen było cieplejszych od średniej wieloletniej, a wartości anomalii przekraczały +2 C (2000, 2002). Spośród miesięcy sezonu wiosennego zdecydowanie największym zakresem wahań temperatury powietrza odznacza się marzec (ryc. 3) około 9,0 C, a w regionach od 8,3 C (Pobrzeża) do 10,7 C (Podkarpacie). Ekstremalne wartości anomalii temperatury w Polsce wyniosły 4,7 C (1952) i +4,3 C (1990). W przebiegu wieloletnim zaznacza się dominacja znacznych ujemnych anomalii temperatury do roku 1971, kilkuletnie ochłodzenie wystąpiło ponadto w połowie lat 1980. Cieplejszy okres wystąpił w latach 1970., a wyraźna dominacja dodatnich odchyleń temperatury zaznaczyła się od 1989 r. W kwietniu zakres zmienności temperatury powietrza był wyraźnie mniejszy (około 7,2 C) i cechował się stosunkowo niewielkim zróżnicowaniem regionalnym. Skrajne wartości odchyleń od średniej wieloletniej wyniosły 3,2 C (1958) i +4,0 C (2000). W okresie 1951-2010 niższa od przeciętnej temperatura panowała w połowie lat 1950. i w latach 1969-1982 (ryc. 3). Od 1983 r. średnia temperatura kwietnia systematycznie wzrastała, ujemne anomalie występowały rzadko i, z wyjątkiem 1997 r., osiągały bardzo niewielkie wartości. W maju zakres zmian średniej temperatury powietrza w Polsce był nieznacznie mniejszy niż w kwietniu i w stosunku do średniej wieloletniej wyniósł ±3,5 C. Zdecydowanie najmniejszy był na pobrzeżach (6,1 C), w pozostałych regionach zawierał się w granicach 7,0-7,5 C. W przebiegu wielo-

354 Robert Wójcik, Mirosław Miętus letnim ujemne anomalie temperatury w maju przeważały do 1980 r., a wzrost temperatury zaznaczył się najsilniej na początku XXI w. Pod koniec analizowanego wielolecia (tj. od roku 2003) nastąpiło jednak stopniowe obniżenie temperatury powietrza w maju i zbliżanie się do wartości średniej wieloletniej (ryc. 3). Ryc. 3. Wieloletni (1951-2010) przebieg anomalii średniej temperatury powietrza wiosną oraz w marcu, kwietniu i maju w Polsce. Dodatkowa krzywa reprezentuje przebieg serii wygładzonej filtrem Gaussa z oknem 10-letnim Long-term (1951-2010) course of anomalies for mean air temperature in Poland in spring as a whole, as well as in March, April and May. Additional curve represents series filtered by 10-year-window Gaussian filter

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 355 Lato Średnia temperatura lata w okresie 1951-2010 cechowała się istotnym statystycznie wzrostem we wszystkich regionach, choć tempo wzrostu temperatury (0,19 C/10 lat) było wyraźnie mniejsze niż zimą i wiosną (tab. 2). Warto jednak zauważyć, że znak i wartość współczynnika trendu uległy wyraźnej zmianie w porównaniu do okresu 1951-2000 (brak zmian Żmudzka, 2009) czy 1891-1990 (spadek temperatury Schönwiese i inni, 1994). Trend rosnący jest więc konsekwencją bardzo ciepłej dekady 2001-2010. Tempo ocieplenia wzrosło nawet nieznacznie w stosunku do okresu 1951-2008, w którym wyniosło 0,17 C/10 lat (Marosz i inni, 2011). Zaznaczyło się duże zróżnicowanie regionalne wartości trendu, widoczne zwłaszcza na przykładzie Karpat i wyżyn (odpowiednio 0,27 C i 0,15 C/10 lat). Spośród miesięcy sezonu letniego jedynie w czerwcu nie odnotowano, z wyjątkiem Karpat, istotnego statystycznie wzrostu średniej temperatury powietrza w Polsce. Co więcej, na obszarze pojezierzy, nizin i wyżyn zaznaczyła się słaba tendencja spadkowa (tab. 2). Taką tendencję wykryto już w okresie 1951-2000 (Fortuniak i inni, 2001; Kożuchowski i Żmudzka, 2001) i według E. Żmudzkiej (2009) może być powiązana ze wzrostową tendencją zachmurzenia. Lipiec i sierpień cechował istotny statystycznie wzrost temperatury powietrza (odpowiednio 0,28 C i 0,27 C/10 lat), najwolniej postępujący na wyżynach (0,24 C/10 lat), a najszybciej w Karpatach (0,33 C i 0,30 C/10 lat). Warto zauważyć, że w obu tych miesiącach jeszcze w latach 1951-2000 zaznaczała się tylko słaba tendencja wzrostowa (Degirmendžić i inni, 2004; Żmudzka, 2009). Rozpatrując średnie dekadowe wartości temperatury powietrza lata (tab. 9) w Polsce, można zauważyć charakterystyczny przebieg, cechujący się nieznacznym spadkiem temperatury od lat 1950. do lat 1970. (średnio 16,5 C), a następnie jej wyraźnym i stałym wzrostem do 18,1 C w pierwszej dekadzie XXI wieku. Podobny przebieg jest we wszystkich rozpatrywanych regionach. Spośród sezonów klimatycznych lato odznacza się najmniejszym zakresem wahań temperatury powietrza (3,8 C), ekstremalne wartości anomalii wyniosły 1,7 C (1962) i +2,1 C (1992). W regionach zakres ten jest nieco większy i nieznacznie przekracza 4,0 C. W okresie 1951-2010 temperaturę niższą od średniej notowano głównie w latach 1973-1981 i 1984-1987 ujemne anomalie osiągały lub przekraczały (1978 i 1980) wtedy 1 C w stosunku do średniej wieloletniej temperatury (ryc. 4). Jako wyraźnie cieplejszy zaznaczył się przede wszystkim okres od 1992 r., w którym kilka sezonów letnich (1992, 2002, 2003, 2006, 2010) cechowało się temperaturą powietrza o około 1,5-2 C wyższą od średniej, a w ostatnim dziesięcioleciu analizowanego okresu wystąpiły jedynie dodatnie anomalie średniej temperatury powietrza.

356 Robert Wójcik, Mirosław Miętus W czerwcu w Polsce występują najmniejsze wahania średniej temperatury powietrza spośród wszystkich miesięcy zakres zmienności wyniósł jedynie 4,7 C, niewielki był zwłaszcza na pobrzeżach (4,0 C), w pozostałych regionach zawierał się między 5,0 C a 6,0 C. Skrajne wartości średniej temperatury powietrza w Polsce w czerwcu wystąpiły w 1985 (anomalia -2,1 C) i 1964 r. Tabela 9. Średnia temperatura powietrza ( C) lata w kolejnych dekadach wielolecia 1951-2010 w Polsce oraz regionach fizycznogeograficznych Mean summer air temperature ( C) in consecutive decades of the 1951-2010 period in Poland and the different geographical regions analyzed Region 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 Polska 17,1 16,8 16,5 16,7 17,4 18,1 Pobrzeża 16,3 16,1 16,1 16,2 16,8 17,5 Pojezierza 17,1 16,9 16,7 16,7 17,4 18,2 Niziny 17,6 17,3 16,8 17,1 17,8 18,5 Wyżyny 17,4 17,0 16,4 16,7 17,5 18,2 Podkarpacie 17,7 17,3 16,7 17,2 18,0 18,7 Sudety 15,9 15,6 15,3 15,6 16,4 16,9 Karpaty 15,8 15,7 15,2 15,6 16,6 17,2 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515 m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515 m a.s.l. (The Carpathians). (+2,6 C). W przebiegu wieloletnim zaznaczyły się na przemian występujące anomalie dodatnie i ujemne w latach 1950. i 1960., ochłodzenie w kolejnych latach, a szczególnie w dekadzie 1981-1990, oraz postępujący wzrost temperatury od około 1985 r., z dominacją dodatnich odchyleń temperatury od połowy lat 1990. (ryc. 4). W lipcu zmienność temperatury powietrza jest znacząco większa zakres wahań średniej obszarowej temperatury w Polsce wynosi 7,3 C, w regionach od 5,8 C (Karpaty) do 8,0 C (pojezierza). Skrajne wartości anomalii średniej temperatury w Polsce wyniosły 3,1 C (1979) i +4,1 C (2006). W wieloleciu 1951-2010 chłodniejsze okresy zaznaczyły się na początku lat 1960. i na przełomie lat 1970. i 1980. (ryc. 4). Od początku lat 1990. znacznie częściej występowały dodatnie anomalie temperatury, osiągające w niektórych latach (1994, 2006, 2010) wartości rzędu 3-4 C. Za szczególnie ciepłą uznać należy dekadę 2001-2010, kiedy średnia temperatura w Polsce była wyższa o około 1,5 C niż w całym wieloleciu. W sierpniu zakres zmian temperatury w Polsce wyniósł 5,6 C, regionalnie wahał się między 5,9 C (pobrzeża) a 7,4 C (Karpaty). Największe odchylenia stwierdzono w 1956 ( 2,3 C) i 1992 r. (+3,3 C), a przebieg wieloletni (ryc. 4) wykazuje podobieństwo do zmian zachodzących w lipcu.

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 357 Ryc. 4. Wieloletni (1951-2010) przebieg anomalii średniej temperatury powietrza w sezonie letnim oraz czerwcu, lipcu i sierpniu w Polsce. Dodatkowa krzywa reprezentuje przebieg serii wygładzonej filtrem Gaussa z oknem 10-letnim Long-term (1951-2010) course of anomalies for mean air temperature in Poland in summer as a whole, as well as in June, July and August. Additional curve represents series filtered by 10-year-window Gaussian filter Jesień Jesień jest sezonem z najmniejszymi zmianami długookresowymi temperatury powietrza w Polsce w latach 1951-2010 zaznaczyła się jedynie słaba tendencja rosnąca (tab. 2). Równie niewielkie zmiany (do 0,10 C/10 lat) cechują także kolejne miesiące klimatologicznej jesieni. Warto jednak zauważyć, że w przypadku września i listopada nastąpiło odwrócenie kierunku tendencji zmian

358 Robert Wójcik, Mirosław Miętus w stosunku do wielolecia 1951-2000 (por. Fortuniak i inni, 2001; Degirmendžić i inni, 2004). W sezonie jesiennym, podobnie jak latem, najchłodniejsza była dekada 1971-1980 (7,8 C), najcieplej natomiast było na początku XXI wieku (8,9 C; tab. 10). W przeciwieństwie jednak do lata, temperatura powietrza w sezonie jesiennym cechowała się wahaniami z dekady na dekadę, nie wykazując systematycznego wzrostu lub spadku. Analogiczny przebieg miał miejsce w poszczególnych regionach, z tym że na wyżynach, Podkarpaciu, w Sudetach i Karpatach równie ciepła lub nawet cieplejsza niż lata 2001-2010 była dekada 1961-1970. Tabela 10. Średnia temperatura powietrza ( C) jesienią w kolejnych dekadach wielolecia 1951-2010 w Polsce oraz regionach fizycznogeograficznych Mean autumn air temperature ( C) in consecutive decades of the 1951-2010 period in Poland and the different geographical regions analyzed Region 1951-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2010 Polska 8,2 8,8 7,8 8,4 8,1 8,9 Pobrzeża 8,8 9,3 8,5 9,1 8,7 9,5 Pojezierza 8,0 8,5 7,7 8,2 7,8 8,7 Niziny 8,2 8,8 7,9 8,5 8,2 8,9 Wyżyny 8,1 8,7 7,5 8,1 7,9 8,6 Podkarpacie 8,3 9,1 7,9 8,5 8,2 9,0 Sudety 7,7 8,3 7,3 8,0 7,7 8,2 Karpaty 7,4 8,4 7,2 7,9 7,7 8,2 * średnia wysokość stanowisk pomiarowych to 350 (Sudety) i 515m n.p.m. (Karpaty) average elevation of the stations is 350 (The Sudetes) and 515m a.s.l. (The Carpathians). Różnica między najwyższą i najniższą średnią temperaturą powietrza jesieni w Polsce w okresie 1951-2010 wyniosła 4,6 C, a w poszczególnych regionach od 4,0 C (Sudety) do 5,3 C (pobrzeża i pojezierza), zaznaczyła się przy tym znaczna różnica między Sudetami a Karpatami (niemal 1 C). W wieloletnim przebiegu anomalii zaznaczają się wyraźne, ale krótkotrwałe ochłodzenia na początku lat 1970. i w latach 1990. (ryc. 5) odnotowano wtedy największą ujemną anomalię temperatury wynoszącą 2,0 C (1993). Ponadprzeciętne wartości temperatury przeważały w latach 1960. i od 1999 r., z maksimum w 2006 (anomalia +2,6 C). Najmniejsze wahania temperatury spośród miesięcy jesiennych charakteryzują wrzesień zakres zmienności średniej temperatury w latach 1951-2010 osiągnął 5,6 C, w regionach wyniósł od 5,7 C (pobrzeża, niziny) do 6,5 C (Karpaty). Skrajne wartości anomalii odnotowano w 1996 ( 2,8 C) oraz 1999 i 2006 r. (+2,8 C). W październiku zakres wahań średniej temperatury powietrza w Polsce był nieco większy (6,1 C), wzrosło również zróżnicowanie regionalne od 5,8 C na pobrzeżach do 7,8 C w Karpatach. Co ciekawe, skrajne

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 359 wartości anomalii temperatury wystąpiły w ciągu zaledwie kilku lat, tj. w 2000 (+3,3 C) i 2003 r. ( 2,8 C). W okresie 1951-2010 (ryc. 5) wyraźne ochłodzenie zaznaczyło się na początku lat 1970. Znaczne dodatnie odchylenia temperatury wystąpiły w latach 1960. i 1980. oraz 2000-2008. Spośród miesięcy jesiennych listopad cechuje się wyraźnie największym zakresem zmienności średniej temperatury w Polsce (8,1 C) oraz znacznym zróżnicowaniem przestrzennym tej miary od 7,2 C (pobrzeża) do 9,8 C (Karpaty), z dużą różnicą między Karpatami a Sudetami (niemal 1,5 C). Najzimniejszy w okresie 1951-2010 był listopad Ryc. 5. Wieloletni (1951-2010) przebieg anomalii średniej temperatury powietrza w sezonie jesiennym oraz wrześniu, październiku i listopadzie w Polsce. Dodatkowa krzywa reprezentuje przebieg serii wygładzonej filtrem Gaussa z oknem 10-letnim Long-term (1951-2010) course of anomalies for mean air temperature in Poland in autumn as a whole, and in September, October and November. Additional curve represents series filtered by 10-year-window Gaussian filter

360 Robert Wójcik, Mirosław Miętus 1993 r., kiedy temperatura w Polsce była niższa od średniej wieloletniej o 4,7 C, najcieplejszy natomiast w 1963 (anomalia +3,3 C). W przebiegu wieloletnim można wyróżnić kilkuletnie okresy ocieplenia w latach 1960. i 1970., liczne i duże ujemne anomalie w latach 1985-1999 oraz znaczny wzrost temperatury na początku XXI wieku (ryc. 5). Podsumowanie i wnioski W wieloleciu 1951-2010 na obszarze całego kraju stwierdzono istotny statystycznie wzrost średniej rocznej temperatury powietrza. Przeciętne tempo ocieplenia nieznacznie przekroczyło 0,2 C/10 lat. Trend rosnący cechował wiosnę (0,36 C/10 lat) i lato (niemal 0,2 C/10 lat), a spośród miesięcy luty (ponad 0,5 C/10 lat najszybszy wzrost), miesiące wiosenne oraz lipiec i sierpień. Należy podkreślić, że zimą w ostatnich latach zaznaczyło się wyhamowanie lub nawet odwrócenie kierunku zmian temperatury, jesienią natomiast tempo ocieplenia nieznacznie wzrosło w porównaniu do drugiej połowy XX wieku. Przestrzenne zróżnicowanie jest stosunkowo wyraźne generalnie najszybciej ocieplenie postępuje w północnej części kraju (pobrzeża, pojezierza) i w Karpatach, a najwolniej na wyżynach i w Sudetach. W porównaniu do wielolecia 1951-2000 zaszła dość istotna zmiana rozkładu trendów w ciągu roku tempo wzrostu średniej rocznej temperatury powietrza utrzymało się (lub nawet nieznacznie wzrosło), ale w kształtowaniu ocieplenia wyraźnie wzrósł udział lata, a zmalał zimy. Maksimum ocieplenia nadal występuje na przełomie zimy i wiosny, ale nieaktualne staje się wyraźne rozróżnienie między trendami zimy i lata, znamienne dla drugiej połowy XX wieku (Kożuchowski i inni, 2000). W przebiegu wieloletnim anomalii temperatury powietrza uwidacznia się dominacja zmienności krótkookresowej, objawiającej się stosunkowo dużymi zmianami z roku na rok i występowaniem kilkuletnich okresów cieplejszych i chłodniejszych. Niemniej w przypadku średniej rocznej temperatury powietrza zaznaczył się ciąg lat cieplejszych od wartości średniej począwszy od roku 1988, z nielicznymi wyjątkami (np. 1996 i 2010). Podobne zmiany można zaobserwować wiosną i latem. Dekada 2001-2010 była najcieplejsza w analizowanym okresie pod względem zarówno średniej rocznej temperatury, jak i wartości sezonowych (z wyjątkiem zimy). W dekadzie tej aż 9 lat charakteryzowała temperatura roczna wyższa od normy (jedynie rok 2010 był chłodniejszy), a w trzech latach (2002, 2007 i 2008) anomalie średniej rocznej temperatury przekroczyły 1 C. Duże podobieństwo przebiegu zmian temperatury między poszczególnymi regionami świadczy o wielkoskalowym charakterze czynnika(ów) powodujących obserwowane zmiany. Przeprowadzona analiza uśrednionych regionalnie serii potwierdziła ponadto znane prawidłowości czasowej i przestrzennej zmienności temperatury powietrza

Cechy wieloletniej zmienności temperatury powietrza w Polsce 361 w Polsce. Wahania średniej rocznej temperatury uśrednionej dla obszaru Polski nie przekraczają ±2 C. W sezonach zakres zmian średniej temperatury wynosi od 3,9 C latem do 10,2 C zimą, a w przypadku miesięcy od 4,7 C w czerwcu do 16,3 C w lutym. W ujęciu przestrzennym względnie niewielki zakres wahań temperatury cechuje region pobrzeży. Cechą charakterystyczną przebiegu wieloletniego są znacznie większe wartości anomalii ujemnych w sezonie zimowym. W cyklu rocznym najcieplejszym miesiącem zdecydowanie najczęściej był lipiec (ponad 60% przypadków), a najzimniejszym styczeń (45%). Przedstawione rezultaty pokazują użyteczność uśrednionych regionalnie wartości temperatury powietrza. Wobec dużej spójności przestrzennej zmian tego elementu na obszarze Polski serie regionalne pozwalają na syntetyczny, ale i dokładny opis zmienności warunków termicznych na obszarze całego kraju. Dodatkowym atutem jest ograniczenie wpływu niejednorodności poszczególnych serii pomiarowych. Takie opracowania jak tu przedstawione umożliwiają monitorowanie zmienności temperatury powietrza, a zwłaszcza wykrywanie zmian cyklicznych i długookresowych, określanie zakresu wahań czy porównanie z tempem zmian zachodzących w większych skalach przestrzennych (Europa, kula ziemska). * Wyniki niniejszej pracy zostały uzyskane częściowo w ramach projektu KLIMAT Wpływ zmian klimatu na społeczeństwo, środowisko i gospodarkę (zmiany, skutki i sposoby ich ograniczania, wnioski dla nauki, praktyki inżynierskiej i planowania gospodarczego) nr POIG.01.03.01-14-011/08, Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Piśmiennictwo / References Alexandersson H., 1986, A homogeneity test applied to precipitation data, Journal of Climate, 6, s. 661-675. Assessment of Climate Change for the Baltic Sea Basin, 2008, The BACC Author Team, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg. Biernacik D., Filipiak J., Miętus M., Wójcik R., 2010, Zmienność warunków termicznych w Polsce po roku 1951. Rezultaty projektu KLIMAT, [w:] E. Bednorz, L. Kolendowicz (red.), Klimat Polski na tle klimatu Europy. Zmiany i ich konsekwencje, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Seria: Studia i Prace z Geografii i Geologii, 16, s. 9-21. Cohen J.L., Furtado J.C., Barlow M.A., Alexeev V.A., Cherry J.E., 2012, Arctic warming, increasing snow cover and widespread boreal winter cooling, Environmental Research Letters, 7, 014007. Czernecki B., Miętus M., 2010, Wstępna analiza występowania i zmienności termicznych pór roku w wybranych regionach Polski na przykładzie Pasa Pobrzeży Południowobałtyckich i Wyżyn Polskich, [w:] E. Bednorz (red.), Klimat Polski na tle klimatu Europy. Warunki termiczne i opadowe, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Seria: Studia i Prace z Geografii i Geologii, Poznań, 15, s. 9-26.

362 Robert Wójcik, Mirosław Miętus Degirmendžić J., Kożuchowski K., Żmudzka E., 2004, Changes of air temperature and precipitation in Poland in the period 1951-2000 and their relationship to atmospheric circulation, International Journal of Climatology, 24, s. 291-310. Filipiak J., 2004, Zmienność temperatury powietrza na Wybrzeżu i Pojezierzu Pomorskim w drugiej połowie XX w., Seria: Monografie, IMGW, Warszawa. Fortuniak K., Kożuchowski K., Żmudzka E., 2001, Trendy i okresowość zmian temperatury powietrza w Polsce w drugiej połowie XX wieku, Przegląd Geofizyczny, 46, 4, s. 283-303. IPCC, 2009, Zmiana klimatu 2007: Raport Syntetyczny. Wkład Grup roboczych I, II i III do Czwartego Raportu Oceniającego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, red. R.K. Pachauri, A. Reisinger, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa. IPCC, 2013, Summary for Policymakers, [w:] Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change red. T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley, Cambridge University Press, Cambridge, UK; New York, NY, USA. Kejna M., Araźny A., Maszewski R., Przybylak R., Uscka-Kowalkowska J., Vizi Z., 2009, Daily minimum and maximum air temperature in Poland in the years 1951-2005, Bulletin of Geography Physical Geography Series, 2, s. 35-56. Kondracki J., 2002, Geografia regionalna Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Kożuchowski K., Degirmendžić J., Fortuniak K., Wibig J., 2000, Trends to changes in seasonal aspects of the climate in Poland, Geographia Polonica, 73, 2, s. 7-24. Kożuchowski K., Żmudzka E., 2001, Ocieplenie w Polsce: Skala i rozkład sezonowy zmian temperatury powietrza w drugiej połowie XX wieku, Przegląd Geofizyczny, 46, 1-2, s. 81-90. Marosz M., Wójcik R., Biernacik D., Jakusik E., Pilarski M., Owczarek M., Miętus M., 2011, Zmienność klimatu Polski od połowy XX wieku. Rezultaty projektu KLIMAT, Prace i Studia Geograficzne, 47, WGiSR UW, s. 51-66. Miętus M., 1996, Zmienność temperatury i opadów w rejonie polskiego wybrzeża Morza Bałtyckiego i jej spodziewany przebieg do roku 2030, Materiały Badawcze IMGW, Seria Meteorologia, 26, Warszawa. Miętus M., Filipiak J., 2004, The temporal and spatial patterns of thermal conditions in the area of the southwestern coast of the Gulf of Gdańsk (Poland) from 1951 to 1998, International Journal of Climatology, 24, 4, s. 499-509. Miętus M. (red.), Jakusik E., Owczarek M., Biernacik D., Wójcik R., 2009, O przydatności rezultatów globalnych reanaliz NCEP i ERA-40 do opisu warunków termicznych w Polsce, Seria Monografie IMGW, Warszawa. Paszyński J., Niedźwiedź T., 1999, Klimat, [w:] L. Starkel (red.), Geografia Polski. Środowisko przyrodnicze, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. Przybylak R., Vizi Z., Araźny A., Kejna M., Maszewski M., Uscka-Kowalkowska J., 2007, Poland`s climate extremes index, 1951-2005, Geographia Polonica, 80, 2, s. 47-58. Schönwiese C.-D., Rapp J., Fuchs T., Denhard M., 1994, Observed climate trends in Europe 1891-1990, Meteorologische Zeitschrift, 3, 1, s. 22-28. Smosarski W., 1923, Temperatura i opady na Pomorzu podług obserwacyj wieloletnich, Roczniki Nauk Rolniczych, 9, 3, s. 504-520. Wibig J., Głowicki B., 2002, Trends of minimum and maximum temperature in Poland, Climate Research, 20, s. 123-133. Woś A., 1999, Klimat Polski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.